公路工程中的后張法預應力混凝土連續箱梁預制工藝

李恒喜

（河北建設集團股份有限公司 河北石家莊 050000）

隨著公路建設的不斷發展，預應力混凝土結構被廣泛運用于各種工程項目中。然而，很多項目在進行箱梁混凝土施工時往往會出現一定的問題，使得混凝土的強度、彈性模量等指標無法達到設計值，從而致使箱梁混凝土徐變與受力后彈性變形明顯提升；不僅如此，如果預應力混凝土結構一直處于高應力狀態下，也將加快腐蝕速度，且只要開始腐蝕，腐蝕的速度就會越來越快，極易使得銹蝕處斷面遭到磨損，同樣會加速預應力的消失。綜上所述，不管是哪種問題，都嚴重影響了混凝土結構與構件的安全性、耐用性等，因此，本文對預應力混凝土連續箱梁預制技術展開研究非常必要。

1 工程概況

大南公路（加六線）（K0+300～K4+300）長4km。其中，主路路基寬度設定為60m，雙向六車道，設計速度80km∕h；輔道規格則與城市次干道一致，設為雙向四車道，速度可達40km∕h。沿線建有1 座大橋、1 座輔道鋼構橋、2 座匝道橋、3 座跨線橋，箱梁長度20m、25m、30m及35m，屬于后張預應力混凝土箱梁。

2 施工工藝流程

箱梁預制施工工藝流程圖，如圖1所示。

圖1 箱梁預制流程

3 后張法預應力混凝土連續箱梁施工工藝分析

3.1 制梁臺座與底模

根據預制施工要求，在現場劃特定的區域用于預制施工，清理雜物后整平，澆筑20cm 厚的C15 混凝土整體基礎，于上方進一步施工30cm 厚的C25 鋼筋砼，于砼表面鋪6mm厚鋼板，形成底模，經焊接后，將鋼板構成完整的整體，同時，將其兩側分別與前期已經預埋到位的角鋼連接，構成制梁臺座［1］。經過預應力施加后，箱梁在外力作用下產生上拱度，在該作用下，構成兩端為支點的簡支梁。為保證梁板張拉起拱后臺座無斷裂問題，加強對底座以下兩端250cm的處理，采取加寬、加厚措施，并設雙層15cm×15cm 鋼筋網片。預留側模下拉管道，按75cm的間距依次設置拉桿［2］。箱梁重量最大約100t，綜合考慮現場空間特點，配備兩臺75t龍門吊，單臺設備的跨度為22m、高度為9m，聯合作業，將在預制梁區生產的鋼筋模板吊裝至指定位置，同時用于混凝土運輸與箱梁起吊。

3.2 鋼筋綁扎和波紋管安裝

（1）鋼筋綁扎。在指定加工場由專員根據設計圖紙精準加工鋼筋，于臺座上一次綁扎成型。開始施工后，應先對底板、腹板的鋼筋進行綁扎，內模安裝后，若無誤再綁扎頂板鋼筋以及各類預埋筋。連接方法根據鋼筋直徑進行合理的選擇，超過12mm 時，焊接于一體；小于12mm 時，綁扎搭接，搭接長度必須超出30d，且不小于500mm［3］。

（2）波紋管安裝。用鋼筋定位，配備圓順的管道，確保鋼絞線的彎折部位能夠平順過渡。直線段的定位鋼筋間距為100cm，曲線段加密至50cm［4］。

3.3 模板施工

（1）為了有效避免箱梁出現形變，施工前，需要將模板提前固定好。施工過程中，施工人員可以借助調整底模鋼墊塊的高度，完成底模預設下撓。施工人員可以將底模鋼板焊接在鋼架中，令其成為一個整體；模板與底座之間可根據需要安設一定量的鋼墊塊。此外，底模面板的厚度需控制為0.8cm，間距控制在30cm［5］。

（2）外膜主要由大塊的鋼模板制成，整體效果美觀。板厚約0.6cm；橫肋由槽14 制成，間距控制在25cm；縱肋則由H 型鋼制成，高度控制為20m，模板應滿足強度和剛度要求，以及滿足梁外形整體尺寸和平整度的精度要求。

（3）考慮到項目所需使用的預制節段梁數目較多，工程量非常繁瑣，為了節約施工周期，項目單位可將內模制成支持液壓調節與支撐千斤頂支承的移動設備，以便在施工過程中進行運輸。

（4）項目端模主要由鋼板制成，縱橫向加勁肋與型鋼桁架整體連接在一起。設計方案規定，面板厚度應達到1cm，橫、豎筋均使用扁鐵制成，厚約8mm，間距控制在4cm 左右。施工時，可借助連接螺栓將端模與側模、底模連接成為整體，從而分攤混凝土澆筑過程中形成的水平推力。為了確保最終梁體外形大小符合設計規定，可以采取側模、內模、底模、側模覆蓋底模的方式進行施工。在本項目中，端模被設計成為組合式整體鋼模板，支持拆裝；不僅如此，剪力鍵、預應力制孔機均支持拆卸，施工時，需要提前預留出剪力鍵和預應力制孔機螺栓孔的位置。端模安裝前，應檢查板面是否光滑，有無凹凸變形及殘漿。端模螺栓孔應清理干凈，未使用的孔應密封［6］。

在生活中，人類最大的威脅便是人類自己。在工業化時代來臨之后，雖然人類的生活與發展得到了質的飛躍，但是由于工業發展所帶來的環境健康與資源消逝問題又深深的困擾著人類。人與自然和諧相處，這是人類發展應堅持的底線，只有人類溫情的對待地球母親，地球母親才會溫情的回報我們。只有我們認識到當前我們所處的時代困境之后，我們才能真正對當前各項行為予以反思，并且真正愿意改變自身的行為。

3.4 混凝土施工

3.4.1 混凝土澆筑與振搗

從梁體一端開始澆筑混凝土，逐步向另一端推進，全程連續作業，若中斷，則有可能影響箱梁結構體的完整性。首先從內模預留槽澆筑底板，采用分層的方法，單層厚度不超過30cm，各層施工中采取振搗措施，提高混凝土的密實性，整平收光后再封口；其次，從兩肋下料，澆筑腹板的混凝土，此部分單層厚度不超過30cm，依然采取振搗措施；最后，進入頂板和齒板兩部分的澆筑環節。

振搗是箱梁混凝土澆筑時的關鍵作業內容，梁體以插入式振搗器為宜，提高混凝土的密實性，頂板用平板振動器復振，再由施工人員找平頂板。隨混凝土澆筑進程的推進，距離梁體末端3m 處時，從末端開始逐步向中間下料，最后在與端部相距約3m 的部位收口。振搗施工的細節較多，需要落實持證上崗制度，由具有資質的員工參與振搗。嚴格控制振搗設備的作業點位，不碰觸模板、鋼筋以及預埋件，且避免過振、漏振。

3.4.2 養護

梁體混凝土澆筑、振搗后，收漿抹面，保證表面具有平整性；覆蓋土工布，進入養護環節，混凝土收漿結束后，應及時做好防護，即在其表面覆蓋土工布或帆布。若項目單位選擇在夏季進行施工，需要使用噴淋養生法，且養護時間必須超出7d；若是選擇在冬天進行施工，則需使用蒸汽養生法，此時，養生時間需根據梁體強度選定適宜的養護時間，最終以強度超出設計值90%為準。

3.4.3 拆模

梁體澆筑混凝土的強度達標后（指的是達到拆模強度要求），先以人工作業的方法拆除鋼內模，有序將該部分取出；隨后，龍門吊與人工聯合作業，拆除外模板，在此期間靈活應用脫模器，以便在安全的前提下使側模和端模脫離梁體，謹慎拆除，避免強撬硬掰，否則會損傷混凝土以及模板。拆模后，將模板依次吊裝至指定位置，清理該處的雜物，作適當的修整，將具有可重復利用價值的模板妥善保管。

3.5 預應力施工

開始張拉之前，施工人員必須校檢、標定提前準備的張拉設備，并提前計算出和張拉噸位相匹配的油壓表讀數、鋼絞線伸長量等指標，從而制定出張拉施工的流程。除此之外，施工前施工人員還應標出油壓表讀數、繪制出實際拉力的標定曲線。

3.5.1 鋼絞線的制作、編束

（1）鋼架線制作。以設計圖紙要求為準，用砂輪機切割鋼絞線，得到尺寸合適、形態完整的加工產品。鋼絞線制作時，禁止采用電弧焊切割的方法，否則易損傷鋼絞線。加工所用的各類鋼絞線必須保持潔凈、無銹蝕問題。

（2）編束。鋼絞線制作成型后，根據規格、型號以及長度的不同，分為多個類別，掛牌標識，下放墊枕木，上方采取覆蓋防護措施。編制成束后，穿入特定的孔道內。

3.5.2 預應力管道安裝

預應力管道選擇的是塑料波紋管，取大一號的波紋管，用作接頭套管，管道連接時，用水密性膠帶密封，保證嚴密性，避免泄漏；控制好接頭的位置，做到相互錯開。預埋前，先布設適量定位鋼筋，采用此裝置有效固定波紋管，提高管道的穩定性，以防混凝土澆筑時管道受施工干擾而偏位。

3.5.3 穿鋼絞線束

穿束采用人工作業的方法，用膠帶紙封住鋼絞線端部30cm，多名員工協同作業，將鋼絞線穿入管內。檢測并有效控制鋼絞線束兩端露出錨墊板的長度，要求兩部分盡可能一致。

3.5.4 鋼絞線張拉

箱梁預應力筋由高強度低松弛φs15.2mm 鋼絞線制成，其fpk大小為1860MPa。施工人員以雙控的方法完成張拉，嚴格把控應力，定期測量伸長率。待砼強度超出設計值的85%，同時，確保混凝土齡期超出7d，才能真正開始張拉。

張拉的作業流程為：0→15%σcon（持荷5min，測量引伸量）→100%σcon（持荷5min，測量引伸量）→錨固。在引伸量的測量中，將實測結果與計算的理論值做對比分析，誤差在±6%以內時，按照流程推進下一步工作。

3.5.5 壓漿封錨

割切錨外鋼絞線束，施工人員應確保切割完成后的余留長度控制在2cm 以內，錨具外側預應力筋的間隙需均勻填充環氧樹脂膠漿，防止壓漿時出現冒漿現象，磨損灌漿壓力。此外，開始壓漿之前，施工人員還應徹底沖洗管道，并借助壓縮空氣排出孔內殘留的積水，但需保證孔道濕潤，以便水泥漿與孔壁能夠較好地結合在一起。

壓漿采用的是真空輔助壓漿的方法。施工前，深度清理壓漿孔、排氣孔，檢驗配套壓漿設備的運行性能，若有異常運行的情況，予以調整，直至其完全滿足壓漿要求為止；用壓力水沖洗管道，使其保持潔凈，而后注入壓縮空氣，目的在于排除管道內的積水，以免在水的摻入下影響漿液的性能；用真空泵對管道抽真空，直至實測真空度穩定在-0.1～-0.06MPa為止。考慮到抽出的漿體將進入真空泵的情況（容易使泵裝置受損），配備空氣濾清器，剔除雜物。

連續壓漿施工，壓力穩定在0.7MPa，按照自下而上的順序壓漿。隨著漿液注入量的增加，待出口處流出水泥漿的濃度與壓入部分一致時，表明孔道壓漿達到飽滿狀態，結束壓漿。壓漿布置圖，如圖2所示。

圖2 壓漿布置圖

首先，對梁體斷面的混凝土作鑿毛處理，再用清水沖洗雜物，按照要求綁扎鋼筋網格，將該部分與預埋鋼筋連接，使其呈穩定的狀態，立封端模板，澆筑混凝土并適度振搗。

4 結語

綜上所述，預制箱梁施工在橋梁工程中占據較大的比重，對于采用預制箱梁的橋梁，必須按照施工方案完成各項預制工作，制得形態完整、質量穩定可靠的箱梁。經過本文的分析，提出后張法連續箱梁預制工藝要點，希望給類似工程提供參考。